富氧燃烧技术及工业应用实例分析-2014.2 - 图文(4)

随着富氧浓度的提高，煤粉的燃烧时间缩短。如富氧的浓度提高到25%时，煤粉的燃烧时间可缩短16%左右。在空间尺寸不变的情况下，由于煤粉燃尽时间的缩短，煤粉燃尽的程度自然提高，这就减少了煤粉的不完全燃烧所造成的热量损失，达到节能的目的。另外 CO、NOx 等有害气体生成量也相应减少，有利于环保。 2 富氧燃烧提高了窑内气流对物料的辐射传热速率

在水泥回转窑内火焰向物料传热的主要方式是辐射传热，而窑内气流对物料的辐射传热速率又主要取决于气流的温度和气流的黑度，二者越高，辐射传热量就越多，这可以通过富氧燃烧来达到此目的。由于空气中氧气的浓度提高，相应可减少空气量，使得进入燃烧室的 N2量下降，火焰的总体积下降 (即火焰的体积流量下降)。在燃料的加入量不变的情况下，火焰的温度相应提高，提高的程度主要取决于空气中氧气的浓度。

如某厂水泥回转窑的台时产量为 26t/ h。煤耗为 0.25kg/ kg熟料，每小时烧煤量 6500kg,燃烧带的过剩空气系数为 1.1。燃煤的理论空气量为 6Nm3/kg(煤)。 由此看出，需含 O2为 21%的空气量： V =26000×0.25×6×1.1 =42900 Nm3/ h

在此空气中的含氧量 =42900×21%=9009Nm3 / h。当空气中氧气的浓度提高至25%时，所需的空气量则减少了16%。进入燃烧室的 N2 量相应下降 2 0 %,使得火焰的总体积下降，在燃料的加入量不变的情况下，火焰温度提高，提高的程度主要取

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决于空气中氧的浓度，当空气中氧气的浓度达到 25%时，经计算，火焰温度可提高 100℃左右。另外因入窑空气量减少，使得火焰中 CO2 与 H2O的体积百分比浓度升高。火焰的黑度也相应增大。

根据计算得知，当助燃空气中氧含量为 25%时，CO2 的体积百分浓度提高 17.5%,水蒸汽的体积百分浓度相应提高 17.7%,由于 CO2 与 H2O的浓度均增加许多，火焰的黑度相应增大，当空气中氧气的浓度为 21%时，火焰的黑度经计算为 0.2104，当空气中氧气的浓度为 25%时，火焰的黑度经计算为 0.2245,增加的程度约6.7%。火焰对物料的辐射传热量提高的程度经计算应为 20.4%, 回转窑其他各带的辐射传热量都相应提高，提高的幅度不会相差很大。 3. 稳定火焰形状，提高火焰温度

研究表明火焰形状和长度影响到熟料中 C3S 矿物的晶粒发育大小和活性，因此，在烧高强优质熟料时，必须调整火焰长度适中，且要求火焰形状稳定。通入富氧以后，燃料燃烧更加稳定，所以火焰的稳定性能得到加强。干法窑窑头火焰温度控制，视窑型大小而异，对于2000t/d 以下的窑型一般控制在 1650～1850℃之间，对于大型窑如 5000t/d 以上窑型，火焰温度控制在 1750～1950℃的较高范围内比较有利，采用高温烧成有利于熟料质量的提高和碱分的充分挥发，可获得低碱熟料。采用富氧燃烧技术，可使燃烧反应更加剧烈，从而提高火焰温度。 4.加快反应速度，提高升温速率

优质熟料形成要求在窑内过渡带升温阶段要求快速升温，促进熟料的矿物形成和烧结，通入富氧空气以后，可加快燃烧反应速度，提高回转窑内的升温速率。 5. 促进燃料完全燃烧，稳定窑内煅烧温度

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